Dies ist natürlich die Mindestinformation, die für die Lösung der Aufgaben C2 nützlich sein kann.

Bei der Vorbereitung der Schüler auf die Lösung der Aufgaben C2 können Sie diese anbieten Verfassen Sie Aufgabentexte gemäß den Transformationsschemata . Diese Aufgabe ermöglicht es den Schülern, die Terminologie zu beherrschen und sich an die charakteristischen Merkmale von Substanzen zu erinnern.

Beispiel 1:

t o C t o C/H 2 HNO 3 (konz.) NaOH, 0 o C

(CuOH) 2 CO 3 → CuO → Cu → NO 2 → X

Text: Malachit wurde kalziniert, der resultierende schwarze Feststoff wurde in einem Wasserstoffstrom erhitzt. Die resultierende rote Substanz wurde vollständig in konzentrierter Salpetersäure gelöst. Das freigesetzte braune Gas wurde durch eine kalte Natriumhydroxidlösung geleitet.

Beispiel 2:

O 2 H 2 S-Lösung zu C/Al H 2 O

ZnS → SO 2 → S → Al 2 S 3 → X

Text: Das Zinksulfid wurde calciniert. Das entstehende Gas mit stechendem Geruch wurde durch eine Schwefelwasserstofflösung geleitet, bis sich ein gelber Niederschlag bildete. Der Niederschlag wurde abfiltriert, getrocknet und mit Aluminium verschmolzen. Die resultierende Verbindung wurde in Wasser gegeben, bis die Reaktion aufhörte.

Der nächste Schritt besteht darin, die Schüler dazu aufzufordern sowohl Stoffumwandlungsschemata als auch Aufgabentexte erstellen. Natürlich müssen die "Autoren" der Aufgaben einreichen und eigene Lösung . Gleichzeitig wiederholen die Schüler alle Eigenschaften anorganischer Substanzen. Und der Lehrer kann eine Aufgabenbank C2 bilden.

Danach können Sie Gehen Sie zur Lösung der Aufgaben С2 . Gleichzeitig erstellen die Schüler ein Transformationsschema gemäß dem Text und anschließend die entsprechenden Reaktionsgleichungen. Dazu werden im Aufgabentext Bezugspunkte hervorgehoben: Namen von Stoffen, Angabe ihrer Klassen, physikalische Eigenschaften, Bedingungen für die Durchführung von Reaktionen, Namen von Prozessen.

Lassen Sie uns Beispiele für einige Aufgaben geben.

Beispiel 1 Mangan(II)nitrat wurde calciniert und konzentrierte Salzsäure wurde zu dem resultierenden braunen Feststoff gegeben. Das entwickelte Gas wurde durch Schwefelwasserstoffsäure geleitet. Die resultierende Lösung bildet mit Bariumchlorid einen Niederschlag.

Entscheidung:

Mangan(II)nitrat- Mn(NO 3) 2,

kalziniert- bis zur Zersetzung erhitzt,

feste braune Substanz- MnO 2,

Konzentrierte Salzsäure–HCl,

Schwefelwasserstoff - Lösung H2S,

Bariumchlorid - BaCl 2 bildet mit dem Sulfation einen Niederschlag.

zu C HCl H 2 Sp-r BaCl 2

Mn(NO 3) 2 → MnO 2 → X → Y → ↓ (BaSO 4 ?)

1) Mn(NO 3) 2 → MnO 2 + 2NO 2

2) MnO 2 + 4 HCl → MnCl 2 + 2H 2 O + Cl 2 (Gas X)

3) Cl 2 + H 2 S → 2HCl + S (nicht geeignet, da mit Bariumchlorid kein Produkt ausfällt) oder 4Cl 2 + H 2 S + 4H 2 O → 8HCl + H 2 SO 4

4) H 2 SO 4 + BaCl 2 → BaSO 4 + 2 HCl

Beispiel 2 Orangefarbenes Kupferoxid wurde in konzentrierte Schwefelsäure gegeben und erhitzt. Zu der resultierenden blauen Lösung wurde ein Überschuss an Kalilauge gegeben. Der entstandene blaue Niederschlag wurde abfiltriert, getrocknet und calciniert. Die so erhaltene feste schwarze Substanz wurde in ein Glasrohr gegeben, erhitzt und Ammoniak darüber geleitet.

Entscheidung:

Isolierung von Stützmomenten:

Orangefarbenes Kupferoxid– Cu 2 O,

konzentrierte Schwefelsäure- H 2 SO 4,

blaue Lösung- Kupfer(II)-Salz, СuSO 4

Kaliumhydroxid-KOH,

Blauer Niederschlag - Cu(OH)2,

Kalziniert - bis zur Zersetzung erhitzt

Feste schwarze Materie CuO,

Ammoniak-NH3.

· Erstellen eines Transformationsschemas:

H 2 SO 4 KOH zu C NH 3

Cu 2 O → СuSO 4 → Cu(OH) 2 ↓ → CuO → X

Reaktionsgleichungen aufstellen:

1) Cu 2 O + 3Н 2 SO 4 → 2СuSO 4 + SO 2 + 3H 2 O

2) СuSO 4 + 2KOH → Cu(OH) 2 + K 2 SO 4

3) Cu(OH) 2 → CuO + H 2 O

4) 3CuO + 2NH 3 → 3Cu + 3H 2 O + N 2

Fe(OH)3 schreiben Sie die Dissoziationsgleichung.

Beachtung! Die Lösungen werden von gewöhnlichen Menschen bereitgestellt, daher können Fehler oder Ungenauigkeiten in den Lösungen enthalten sein. Vergessen Sie bei der Verwendung von Lösungen nicht, diese zu überprüfen!

Fe(OH)3 wurde kalziniert. Es ist wie?

Beachtung! Die Lösungen werden von gewöhnlichen Menschen bereitgestellt, daher können Fehler oder Ungenauigkeiten in den Lösungen enthalten sein. Vergessen Sie bei der Verwendung von Lösungen nicht, diese zu überprüfen!

Fe(OH)2 + HNO3 = ..; Fe(OH)3 + H2SO4 = ..; MgO + HCl = .. .

Beachtung! Die Lösungen werden von gewöhnlichen Menschen bereitgestellt, daher können Fehler oder Ungenauigkeiten in den Lösungen enthalten sein. Vergessen Sie bei der Verwendung von Lösungen nicht, diese zu überprüfen!

Fe(OH)3 + HCl = ..; Fe(OH)3 + H2SO4 = .. .

Beachtung! Die Lösungen werden von gewöhnlichen Menschen bereitgestellt, daher können Fehler oder Ungenauigkeiten in den Lösungen enthalten sein. Vergessen Sie bei der Verwendung von Lösungen nicht, diese zu überprüfen!

Fe(OH)3 + NaOH = .. .

Beachtung! Die Lösungen werden von gewöhnlichen Menschen bereitgestellt, daher können Fehler oder Ungenauigkeiten in den Lösungen enthalten sein. Vergessen Sie bei der Verwendung von Lösungen nicht, diese zu überprüfen!

HNO3 + Zi2O -> ..; HNO3 + ZnCO3 -> ..; HNO3 + Fe(OH)3 -> .. .

Beachtung! Die Lösungen werden von gewöhnlichen Menschen bereitgestellt, daher können Fehler oder Ungenauigkeiten in den Lösungen enthalten sein. Vergessen Sie bei der Verwendung von Lösungen nicht, diese zu überprüfen!

Fe(OH)3 + Säureoxid = .. .

Beachtung! Die Lösungen werden von gewöhnlichen Menschen bereitgestellt, daher können Fehler oder Ungenauigkeiten in den Lösungen enthalten sein. Vergessen Sie bei der Verwendung von Lösungen nicht, diese zu überprüfen!

Fe(OH)3 + H2SO4 = ..; Ionen schreiben.

Beachtung! Die Lösungen werden von gewöhnlichen Menschen bereitgestellt, daher können Fehler oder Ungenauigkeiten in den Lösungen enthalten sein. Vergessen Sie bei der Verwendung von Lösungen nicht, diese zu überprüfen!

Fe(OH)3 + HNO3 -> ..; eine Ionenaustauschreaktion durchführen.

Beachtung! Die Lösungen werden von gewöhnlichen Menschen bereitgestellt, daher können Fehler oder Ungenauigkeiten in den Lösungen enthalten sein. Vergessen Sie bei der Verwendung von Lösungen nicht, diese zu überprüfen!

Fe -> FeCl3 -> Fe(OH)3; OVR-Reaktion.

Beachtung! Die Lösungen werden von gewöhnlichen Menschen bereitgestellt, daher können Fehler oder Ungenauigkeiten in den Lösungen enthalten sein. Vergessen Sie bei der Verwendung von Lösungen nicht, diese zu überprüfen!

H2SO4 + Fe(OH)3; Schreibe eine Reaktionsgleichung auf.

Beachtung! Die Lösungen werden von gewöhnlichen Menschen bereitgestellt, daher können Fehler oder Ungenauigkeiten in den Lösungen enthalten sein. Vergessen Sie bei der Verwendung von Lösungen nicht, diese zu überprüfen!

Der menschliche Körper enthält etwa 5 g Eisen, das meiste davon (70%) ist Teil des Hämoglobins im Blut.

Physikalische Eigenschaften

Im freien Zustand ist Eisen ein silbrig-weißes Metall mit einem gräulichen Schimmer. Reines Eisen ist duktil und hat ferromagnetische Eigenschaften. In der Praxis werden häufig Eisenlegierungen verwendet - Gusseisen und Stähle.

Fe ist das wichtigste und häufigste Element der neun d-Metalle der sekundären Nebengruppe der Gruppe VIII. Zusammen mit Kobalt und Nickel bildet es die „Eisenfamilie“.

Bei der Bildung von Verbindungen mit anderen Elementen werden häufig 2 oder 3 Elektronen verwendet (B \u003d II, III).

Eisen weist, wie fast alle d-Elemente der Gruppe VIII, keine höhere Wertigkeit gleich der Gruppennummer auf. Seine maximale Wertigkeit erreicht VI und ist äußerst selten.

Die typischsten Verbindungen sind solche, in denen die Fe-Atome in den Oxidationsstufen +2 und +3 vorliegen.

Methoden zur Gewinnung von Eisen

1. Kommerzielles Eisen (in einer Legierung mit Kohlenstoff und anderen Verunreinigungen) wird durch carbothermische Reduktion seiner natürlichen Verbindungen nach dem Schema gewonnen:

Die Wiederherstellung erfolgt allmählich in 3 Stufen:

1) 3Fe 2 O 3 + CO = 2Fe 3 O 4 + CO 2

2) Fe 3 O 4 + CO = 3 FeO + CO 2

3) FeO + CO \u003d Fe + CO 2

Das dabei entstehende Gusseisen enthält mehr als 2 % Kohlenstoff. In Zukunft werden Stähle aus Gusseisen gewonnen - Eisenlegierungen mit weniger als 1,5% Kohlenstoff.

2. Sehr reines Eisen wird auf eine der folgenden Arten gewonnen:

a) Zersetzung von Pentacarbonyl-Fe

Fe(CO) 5 = Fe + 5CO

b) Wasserstoffreduktion von reinem FeO

FeO + H 2 \u003d Fe + H 2 O

c) Elektrolyse von wässrigen Lösungen von Fe +2 -Salzen

FeC 2 O 4 \u003d Fe + 2СO 2

Eisen(II)oxalat

Chemische Eigenschaften

Fe - ein Metall mit mittlerer Aktivität, weist allgemeine Eigenschaften auf, die für Metalle charakteristisch sind.

Ein einzigartiges Merkmal ist die Fähigkeit, in feuchter Luft zu "rosten":

In Abwesenheit von Feuchtigkeit mit trockener Luft beginnt Eisen erst bei T > 150 °C merklich zu reagieren; Beim Kalzinieren entsteht „Eisenhaut“ Fe 3 O 4:

3Fe + 2O 2 = Fe 3 O 4

Eisen löst sich in Abwesenheit von Sauerstoff nicht in Wasser auf. Bei sehr hohen Temperaturen reagiert Fe mit Wasserdampf und verdrängt Wasserstoff aus Wassermolekülen:

3 Fe + 4H 2 O (g) \u003d 4H 2

Der Rostprozess in seinem Mechanismus ist elektrochemische Korrosion. Das Rostprodukt wird in vereinfachter Form dargestellt. Tatsächlich wird eine lockere Schicht aus einer Mischung von Oxiden und Hydroxiden unterschiedlicher Zusammensetzung gebildet. Anders als der Al 2 O 3 -Film schützt diese Schicht das Eisen nicht vor weiterer Zerstörung.

Arten von Korrosion

Korrosionsschutz von Eisen

1. Wechselwirkung mit Halogenen und Schwefel bei hoher Temperatur.

2Fe + 3Cl 2 = 2FeCl 3

2Fe + 3F 2 = 2FeF 3

Fe + I 2 \u003d FeI 2

Es entstehen Verbindungen, in denen der ionische Bindungstyp überwiegt.

2. Wechselwirkung mit Phosphor, Kohlenstoff, Silizium (Eisen verbindet sich nicht direkt mit N 2 und H 2, sondern löst sie auf).

Fe + P = Fe x P y

Fe + C = Fe x Cy

Fe + Si = FexSiy

Es entstehen Substanzen unterschiedlicher Zusammensetzung, da Berthollide (in den Verbindungen überwiegt die kovalente Natur der Bindung)

3. Wechselwirkung mit "nicht oxidierenden" Säuren (HCl, H 2 SO 4 verd.)

Fe 0 + 2H + → Fe 2+ + H 2

Da sich Fe in der Aktivitätsreihe links von Wasserstoff befindet (E ° Fe / Fe 2+ \u003d -0,44 V), kann es H 2 aus gewöhnlichen Säuren verdrängen.

Fe + 2 HCl \u003d FeCl 2 + H 2

Fe + H 2 SO 4 \u003d FeSO 4 + H 2

4. Wechselwirkung mit "oxidierenden" Säuren (HNO 3 , H 2 SO 4 konz.)

Fe 0 - 3e - → Fe 3+

Konzentriertes HNO 3 und H 2 SO 4 „passivieren“ Eisen, sodass sich das Metall bei normalen Temperaturen nicht darin auflöst. Bei starker Erwärmung erfolgt eine langsame Auflösung (ohne Freisetzung von H 2).

Im Razb. HNO 3 -Eisen löst sich auf, geht in Form von Fe 3+ -Kationen in Lösung und das Säureanion wird zu NO * reduziert:

Fe + 4HNO 3 \u003d Fe (NO 3) 3 + NO + 2H 2 O

Es löst sich sehr gut in einer Mischung aus HCl und HNO 3

5. Einstellung zu Laugen

Fe löst sich nicht in wässrigen Lösungen von Alkalien. Es reagiert mit geschmolzenen Alkalien nur bei sehr hohen Temperaturen.

6. Wechselwirkung mit Salzen weniger aktiver Metalle

Fe + CuSO 4 \u003d FeSO 4 + Cu

Fe 0 + Cu 2+ = Fe 2+ + Cu 0

7. Wechselwirkung mit gasförmigem Kohlenmonoxid (t = 200°C, P)

Fe (Pulver) + 5 CO (g) \u003d Fe 0 (CO) 5 Eisenpentacarbonyl

Fe(III)-Verbindungen

Fe 2 O 3 - Eisenoxid (III).

Rotbraunes Pulver, n. R. in H 2 O. In der Natur - "rotes Eisenerz".

Wege zu bekommen:

1) Zersetzung von Eisenhydroxid (III)

2Fe(OH) 3 = Fe 2 O 3 + 3H 2 O

2) Pyritrösten

4FeS 2 + 11O 2 \u003d 8SO 2 + 2Fe 2 O 3

3) Zersetzung von Nitrat

Chemische Eigenschaften

Fe 2 O 3 ist ein basisches Oxid mit Anzeichen von Amphoterismus.

I. Die Haupteigenschaften manifestieren sich in der Fähigkeit, mit Säuren zu reagieren:

Fe 2 O 3 + 6H + = 2Fe 3+ + ZN 2 O

Fe 2 O 3 + 6 HCl \u003d 2 Fe Cl 3 + 3 H 2 O

Fe 2 O 3 + 6HNO 3 \u003d 2Fe (NO 3) 3 + 3H 2 O

II. Schwache Säureeigenschaften. Fe 2 O 3 löst sich nicht in wässrigen Lösungen von Alkalien, aber wenn es mit festen Oxiden, Alkalien und Carbonaten verschmolzen wird, bilden sich Ferrite:

Fe 2 O 3 + CaO \u003d Ca (FeO 2) 2

Fe 2 O 3 + 2NaOH \u003d 2NaFeO 2 + H 2 O

Fe 2 O 3 + MgCO 3 \u003d Mg (FeO 2) 2 + CO 2

III. Fe 2 O 3 - Ausgangsmaterial für die Eisenerzeugung in der Metallurgie:

Fe 2 O 3 + ZS \u003d 2Fe + ZSO oder Fe 2 O 3 + ZSO \u003d 2Fe + ZSO 2

Fe (OH) 3 - Eisen (III) -hydroxid

Wege zu bekommen:

Erhalten durch Einwirkung von Alkalien auf lösliche Salze Fe 3+:

FeCl 3 + 3NaOH \u003d Fe (OH) 3 + 3NaCl

Zum Zeitpunkt des Erhalts von Fe(OH) 3 - rotbrauner schleimiger Niederschlag.

Fe (III) -Hydroxid entsteht auch bei der Oxidation von Fe und Fe (OH) 2 in feuchter Luft:

4Fe + 6H 2 O + 3O 2 \u003d 4Fe (OH) 3

4Fe(OH) 2 + 2Н 2 O + O 2 = 4Fe(OH) 3

Fe(III)-Hydroxid ist das Endprodukt der Hydrolyse von Fe 3+ -Salzen.

Chemische Eigenschaften

Fe(OH) 3 ist eine sehr schwache Base (viel schwächer als Fe(OH) 2). Zeigt merkliche saure Eigenschaften. Somit hat Fe (OH) 3 einen amphoteren Charakter:

1) Reaktionen mit Säuren verlaufen leicht:

2) ein frischer Niederschlag von Fe(OH) 3 wird in heißer konz. Lösungen von KOH oder NaOH unter Bildung von Hydroxokomplexen:

Fe (OH) 3 + 3 KOH \u003d K 3

In alkalischer Lösung kann Fe (OH) 3 zu Ferraten (Salze der Eisensäure H 2 FeO 4 nicht im freien Zustand isoliert) oxidiert werden:

2Fe(OH) 3 + 10KOH + 3Br 2 = 2K 2 FeO 4 + 6KBr + 8H 2 O

Fe 3+ Salze

Die praktisch wichtigsten sind: Fe 2 (SO 4) 3, FeCl 3, Fe (NO 3) 3, Fe (SCN) 3, K 3 4 - gelbes Blutsalz \u003d Fe 4 3 Preußischblau (dunkelblauer Niederschlag)

b) Fe 3+ + 3SCN - \u003d Fe (SCN) 3 Fe (III) Thiocyanat (blutrote Lösung)

Bei der gravimetrischen Bestimmung von Eisen in Lösungen wird es zunächst zu Fe3+ oxidiert und anschließend die Hydrolyse des Eisensalzes durch Einwirkung von NH4OH vervollständigt:

Fe3+ + H20 FeOH2+ + H+

Fe(OH)++ H2O -> Fe(OH)3I+ H+

Beim Kalzinieren verliert Fe (OH) 3 (oder besser gesagt wasserhaltiges Eisenoxid Fe2O3-ZiH2O) Wasser und verwandelt sich in ein wasserfreies Oxid:

2Fe(OH)3 -* Fe2O3+ 3H2Of

was gewogen wird. Die Löslichkeit von Eisenhydroxid ist sehr gering (PR = 3,2 · 10~38), so dass es auch aus leicht sauren Lösungen quantitativ ausfällt. Die geringe Löslichkeit führt dazu, dass die relative Übersättigung der Lösung bei der Fällung sehr hoch ist, der Niederschlag also amorph ist und eine sehr große Oberfläche hat. Zur besseren Koagulation des Niederschlags erfolgt die Fällung durch Erhitzen in Gegenwart eines Elektrolyten (Ammoniumsalze). Der Niederschlag lässt sich nicht leicht peptisieren und kann mit heißem Wasser gewaschen werden, aber wenn das Waschen längere Zeit andauert, ist es besser, eine 1%ige NH4Cl-Lösung anstelle von Wasser zu verwenden. Es ist notwendig, das Sediment auf dem Brenner mit Luftzugang zu entzünden, insbesondere während des Abbrennens des Papierfilters; Eine längere Kalzinierung sollte vermieden werden, damit es nicht zu einer teilweisen Reduktion von Eisenoxid durch Kohlenstoff zu Fe3O4 (und sogar zu metallischem Eisen) kommt.

Definitionsfortschritt. Zu einer Lösung von Mohrs Salz (7-10 ml, die nicht mehr als 0,1 g Eisen enthält) werden 10 ml H2O, 3 g x hinzugefügt. h) NH4Cl1-Lösung wird fast zum Sieden erhitzt (aber nicht zum Sieden gebracht), 1-2 ml konzentrierte HNO3 werden unter Rühren zugetropft und weitere 3-5 Minuten erhitzt. Dann werden der Lösung unter Rühren 100-150 ml heißes Wasser und NH4OH (1:1) zugesetzt, bis ein deutlicher Ammoniakgeruch ** auftritt; die Lösung mit dem Niederschlag wird 5 Minuten stehengelassen und mit dem Filtrieren begonnen.

* Diese Definition ist lehrreicher Natur und dient als gutes Beispiel für die Abscheidung von amorphen Niederschlägen. In der Praxis gelten meist titrimetrische Methoden zur Eisenbestimmung als genauer und schneller.

** Beim Hinzufügen von Ammoniak müssen Sie sicherstellen, dass die Lösung danach riecht; Eisenhydroxid-Präzipitat ist nicht amphoter, daher entspricht ein leichter Überschuss an NH4OH nicht der Definition von Credig.

Es sollte durch einen Filter mittlerer Dichte (weißes Band) mit einem Durchmesser von 9 cm filtriert werden.Nachdem die Flüssigkeit aus dem Sediment auf den Filter abgelassen wurde, wird der Filter mehrmals durch Dekantieren mit heißem Wasser gewaschen. Danach wird das Sediment in den Filter überführt, die auf dem Glas und dem Stab verbleibenden Sedimentpartikel werden mit Stücken eines aschefreien Filters entfernt.

Das Waschen des Niederschlags auf dem Filter wird fortgesetzt, bis Cb vollständig entfernt ist, d.h. bis ein Teil des mit HNO3 angesäuerten Waschwassers keine Trübung mehr mit AgNO3 erzeugt, eine Sedimentation auf dem Filter unmöglich ist, es trocknet aus, Kanäle bilden sich ein es, und in Zukunft wird die Waschflüssigkeit keine Schadstoffe aus dem Sediment extrahieren.

Der gewaschene Niederschlag wird getrocknet und noch leicht feucht zusammen mit dem Filter in einen auf Gewichtskonstanz kalzinierten Tiegel überführt. Als nächstes wird der Filter sorgfältig getrocknet und auf einer kleinen Brennerflamme verkohlt, damit er sich nicht entzündet. Dann wird es verascht und der Tiegel mit dem Niederschlag bei allmählich zunehmender Erwärmung bis zur Gewichtskonstanz kalziniert. Besser ist es, den Niederschlag in einem Muffelofen bei 800-900 °C zu kalzinieren.

Berechnung. Nachdem Sie die Masse des Sediments ermittelt haben, berechnen Sie mithilfe des Umrechnungsfaktors, wie viel Eisen es enthält.

Ebenso wird Eisen in verschiedenen Gegenständen bestimmt, die es enthalten. Wenn Sie beispielsweise einen Eisendraht analysieren, wird eine Probe * davon (etwa 0,1 g) beim Erhitzen in 10-15 ml 2 N gelöst. HNO3. Die Fe(NO3J3)-Lösung wird wie oben beschrieben analysiert: Nachdem die Eisenmenge im Fe2O3-Niederschlag ermittelt wurde, wird der Eisenanteil in der Drahtprobe berechnet.

METHODE DER VORBEREITUNG DER STUDENTEN FÜR DIE ENTSCHEIDUNG

AUFGABEN C 2 (Gedankenexperiment) VERWENDUNG IN DER CHEMIE

2012 sieht die Aufgabe C2 des Einheitlichen Staatsexamens in Chemie eine Änderung vor. Den Schülern wird eine Beschreibung eines chemischen Experiments angeboten, nach der sie 4 Reaktionsgleichungen aufstellen müssen.

Inhalt und Schwierigkeitsgrad dieser Aufgabe können wir anhand der Demoversion der USE-Version 2012 beurteilen. Die Aufgabenstellung ist wie folgt formuliert: Das durch Auflösen von Eisen in heißer konzentrierter Schwefelsäure erhaltene Salz wurde mit einem Überschuss an Natronlauge behandelt. Der gebildete braune Niederschlag wurde abfiltriert und getrocknet. Die resultierende Substanz wurde mit Eisen verschmolzen. Schreiben Sie die Gleichungen der beschriebenen Reaktionen auf.

Eine Analyse des Inhalts der Zuordnung zeigt, dass die ersten beiden Stoffe, die an der Reaktion teilnehmen, in klarer Form angezeigt werden. Für alle anderen Reaktionen sind das Reagenz und die Bedingungen angegeben. Tipps können als Hinweise auf die Klasse des erhaltenen Stoffes, seinen Aggregatzustand, charakteristische Merkmale (Farbe, Geruch) angesehen werden. Beachten Sie, dass zwei Reaktionsgleichungen die besonderen Eigenschaften von Stoffen charakterisieren (1 - die oxidierenden Eigenschaften von konzentrierter Schwefelsäure; 4 - die oxidierenden Eigenschaften von Eisenoxid (III)), zwei Gleichungen charakterisieren die typischen Eigenschaften der wichtigsten Klassen anorganischer Substanzen ( 2 - die Ionenaustauschreaktion zwischen Salz- und Alkalilösungen, 3 - thermische Zersetzung der unlöslichen Base).

t o C NaOH (z. B.) t o C + Fe/t o C

Fe + H 2 SO 4 (c) → Salz → brauner Niederschlag → X → Y

Markieren Sie Hinweise, wichtige Punkte, zum Beispiel: ein brauner Niederschlag - Eisen(III)-hydroxid, zeigt an, dass das Salz von einem Eisenion (3+) gebildet wird.

2Fe + 6H 2 SO 4 (c) → Fe2 (SO4) 3+ 3SO 2 + 6H 2 O

Fe2 (SO4) 3+ 6NaOH(c) → 2 Fe(OH)3+ 3Na2SO4

2Fe(OH)3→ Fe2O3+ 3H2O

Fe2O3+ Fe → 3 FeO

Welche Schwierigkeiten können solche Aufgaben für Studierende bereiten?

1. Beschreibung von Einwirkungen mit Stoffen (Filtration, Verdampfung, Rösten, Kalzinieren, Sintern, Schmelzen). Die Schüler müssen verstehen, wo bei einem Stoff ein physikalisches Phänomen auftritt und wo eine chemische Reaktion stattfindet. Die am häufigsten verwendeten Aktionen mit Substanzen werden im Folgenden beschrieben.

Filtration- ein Verfahren zur Trennung heterogener Gemische mit Filtern - poröse Materialien, die Flüssigkeiten oder Gase passieren lassen, aber feste Stoffe zurückhalten. Bei der Trennung von Gemischen mit flüssiger Phase verbleibt ein Feststoff auf dem Filter, filtrieren .

Verdunstung - das Konzentrieren von Lösungen durch Verdampfen des Lösungsmittels. Manchmal wird die Verdampfung durchgeführt, bis gesättigte Lösungen erhalten werden, mit dem Ziel der weiteren Kristallisation einer festen Substanz in Form eines kristallinen Hydrats, oder bis das Lösungsmittel vollständig verdampft ist, um einen reinen gelösten Stoff zu erhalten.

Zündung - Erhitzen einer Substanz, um ihre chemische Zusammensetzung zu ändern.

Die Calcinierung kann an Luft und in einer Inertgasatmosphäre durchgeführt werden.

Beim Kalzinieren an Luft verlieren kristalline Hydrate Kristallwasser:

CuSO 4 ∙5H 2 O → CuSO 4 + 5H 2 O

Thermisch instabile Substanzen zerfallen (unlösliche Basen, einige Salze, Säuren, Oxide): Cu(OH) 2 → CuO + H 2 O; CaCO 3 → CaO + CO 2

Substanzen, die gegenüber der Einwirkung von Luftkomponenten instabil sind, oxidieren beim Kalzinieren, reagieren mit Luftkomponenten: 2Сu + O 2 → 2CuO;

4Fe(OH) 2 + O 2 → 2Fe 2 O 3 + 4H 2 O

Um eine Oxidation während der Kalzinierung zu verhindern, wird der Prozess in einer inerten Atmosphäre durchgeführt: Fe (OH) 2 → FeO + H 2 O

Sintern, Schmelzen - Dies ist das Erhitzen von zwei oder mehr festen Reaktanten, was zu ihrer Wechselwirkung führt. Wenn die Reagenzien gegen die Einwirkung von Oxidationsmitteln beständig sind, kann das Sintern an Luft durchgeführt werden:

Al 2 O 3 + Na 2 CO 3 → 2NaAlO 2 + CO 2

Wenn einer der Reaktanten oder das Reaktionsprodukt durch Luftbestandteile oxidiert werden kann, wird der Prozess mit einer inerten Atmosphäre durchgeführt, zum Beispiel: Сu + CuO → Cu 2 O

Verbrennung- ein Wärmebehandlungsprozess, der zur Verbrennung eines Stoffes führt (im engeren Sinne. Rösten ist im weiteren Sinne eine Vielzahl von thermischen Einwirkungen auf Stoffe in der chemischen Produktion und Metallurgie). Es wird hauptsächlich in Bezug auf Sulfiderze verwendet. Zum Beispiel das Brennen von Pyrit:

4FeS 2 + 11O 2 → 2Fe 2 O 3 + 8SO 2

2. Beschreibung der charakteristischen Merkmale von Stoffen (Farbe, Geruch, Aggregatzustand).

Ein Hinweis auf charakteristische Merkmale von Stoffen soll den Schülern als Hinweis oder zur Kontrolle der Richtigkeit der durchgeführten Handlungen dienen. Wenn die physikalischen Eigenschaften von Stoffen den Schülern jedoch nicht bekannt sind, können solche Informationen keine Hilfsfunktion bei der Durchführung eines Gedankenexperiments erfüllen. Nachfolgend sind die charakteristischsten Merkmale von Gasen, Lösungen und Feststoffen aufgeführt.

GASE:

Gemalt: Cl2- Gelbgrün; NEIN 2- braun; O 3- blau (alle haben Gerüche). Alle sind giftig, lösen sich in Wasser auf, Cl2 und NEIN 2 reagiere mit ihr.

Farblos, geruchlos: H 2 , N 2 , O 2 , CO 2 , CO (Gift), NO (Gift), Edelgase. Alle sind schlecht wasserlöslich.

Farblos mit Geruch: HF, HCl, HBr, HI, SO 2 (stechende Gerüche), NH 3 (Ammoniak) - gut wasserlöslich und giftig,

PH 3 (Knoblauch), H 2 S (faule Eier) - leicht wasserlöslich, giftig.

FARBIGE LÖSUNGEN:

LACKIERTE ENTWÄSSERUNG,

ENTSTEHEN IM ZUSAMMENSPIEL VON LÖSUNGEN

ANDERE FARBIGE SUBSTANZEN

Dies ist natürlich die Mindestinformation, die für die Lösung der Aufgaben C2 nützlich sein kann.

Bei der Vorbereitung der Schüler auf die Lösung der Aufgaben C2 können Sie diese anbieten Verfassen Sie Aufgabentexte gemäß den Transformationsschemata . Diese Aufgabe ermöglicht es den Schülern, die Terminologie zu beherrschen und sich an die charakteristischen Merkmale von Substanzen zu erinnern.

Beispiel 1:

t o C t o C/H 2 HNO 3 (konz.) NaOH, 0 o C

(CuOH) 2 CO 3 → CuO → Cu → NO 2 → X

Text: Malachit wurde kalziniert, der resultierende schwarze Feststoff wurde in einem Wasserstoffstrom erhitzt. Die resultierende rote Substanz wurde vollständig in konzentrierter Salpetersäure gelöst. Das freigesetzte braune Gas wurde durch eine kalte Natriumhydroxidlösung geleitet.

Beispiel 2:

O 2 H 2 S-Lösung zu C/Al H 2 O

ZnS → SO 2 → S → Al 2 S 3 → X

Text: Das Zinksulfid wurde calciniert. Das entstehende Gas mit stechendem Geruch wurde durch eine Schwefelwasserstofflösung geleitet, bis sich ein gelber Niederschlag bildete. Der Niederschlag wurde abfiltriert, getrocknet und mit Aluminium verschmolzen. Die resultierende Verbindung wurde in Wasser gegeben, bis die Reaktion beendet war.

Der nächste Schritt besteht darin, die Schüler dazu aufzufordern sowohl Stoffumwandlungsschemata als auch Aufgabentexte erstellen. Natürlich müssen die "Autoren" der Aufgaben einreichen und eigene Lösung . Gleichzeitig wiederholen die Schüler alle Eigenschaften anorganischer Substanzen. Und der Lehrer kann eine Aufgabenbank C2 bilden. Danach können Sie Gehen Sie zur Lösung der Aufgaben С2 . Gleichzeitig erstellen die Schüler ein Transformationsschema gemäß dem Text und anschließend die entsprechenden Reaktionsgleichungen. Dazu werden im Aufgabentext Bezugspunkte hervorgehoben: Namen von Stoffen, Angabe ihrer Klassen, physikalische Eigenschaften, Bedingungen für die Durchführung von Reaktionen, Namen von Prozessen.

Lassen Sie uns Beispiele für einige Aufgaben geben.

Beispiel 1 Mangan(II)nitrat wurde calciniert und konzentrierte Salzsäure wurde zu dem resultierenden braunen Feststoff gegeben. Das entwickelte Gas wurde durch Schwefelwasserstoffsäure geleitet. Die resultierende Lösung bildet mit Bariumchlorid einen Niederschlag.

Entscheidung:

· Isolierung von Stützmomenten:

Mangan(II)nitrat- Mn(NO 3) 2,

kalziniert- bis zur Zersetzung erhitzt,

feste braune Substanz- MnO 2,

Konzentrierte Salzsäure–HCl,

Schwefelwasserstoff - Lösung H2S,

Bariumchlorid - BaCl 2 bildet mit dem Sulfation einen Niederschlag.

zu C HCl H 2 Sp-r BaCl 2

Mn(NO 3) 2 → MnO 2 → X → Y → ↓ (BaSO 4 ?)

1) Mn(NO 3) 2 → MnO 2 + 2NO 2

2) MnO 2 + 4 HCl → MnCl 2 + 2H 2 O + Cl 2 (Gas X)

3) Cl 2 + H 2 S → 2HCl + S (nicht geeignet, da mit Bariumchlorid kein Produkt ausfällt) oder 4Cl 2 + H 2 S + 4H 2 O → 8HCl + H 2 SO 4

4) H 2 SO 4 + BaCl 2 → BaSO 4 + 2 HCl

Beispiel 2 Orangefarbenes Kupferoxid wurde in konzentrierte Schwefelsäure gegeben und erhitzt. Zu der resultierenden blauen Lösung wurde ein Überschuss an Kalilauge gegeben. Der entstandene blaue Niederschlag wurde abfiltriert, getrocknet und calciniert. Die so erhaltene feste schwarze Substanz wurde in ein Glasrohr gegeben, erhitzt und Ammoniak darüber geleitet.

Entscheidung:

· Isolierung von Stützmomenten:

Orangefarbenes Kupferoxid– Cu 2 O,

konzentrierte Schwefelsäure- H 2 SO 4,

blaue Lösung- Kupfer(II)-Salz, СuSO 4

Kaliumhydroxid-KOH,

Blauer Niederschlag - Cu(OH)2,

Kalziniert - bis zur Zersetzung erhitzt

Feste schwarze Materie CuO,

Ammoniak-NH3.

· Erstellen eines Transformationsschemas:

H 2 SO 4 KOH zu C NH 3

Cu 2 O → СuSO 4 → Cu(OH) 2 ↓ → CuO → X

Reaktionsgleichungen aufstellen:

1) Cu 2 O + 3Н 2 SO 4 → 2СuSO 4 + SO 2 + 3H 2 O

2) СuSO 4 + 2KOH → Cu(OH) 2 + K 2 SO 4

3) Cu(OH) 2 → CuO + H 2 O

4) 3CuO + 2NH 3 → 3Cu + 3H 2 O + N 2